洪水调节设计模板-带试算c语言程序

《洪水调节课程设计》任务书

一、设计目的

1.洪水调节目的：定量地找出入库洪水、下泄洪水、拦蓄洪水的库容、水库

水位的变化、泄洪建筑物型式和尺寸间的关系，为确定水库的有关参数和

泄洪建筑型式选择、尺寸确定提供依据；

2.掌握列表试算法和半图解法的基本原理、方法、步骤及各自的特点；

3.了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题；培养学生分析问题、解决

问题的能力。

二、设计基本资料

1.某水利枢纽工程以发电为主，兼有防洪、供水、养殖等综合效益，电站

装机为5000KW，年发电量1372×104kw·h，水库库容亿m3。挡水建筑物

为混凝土面板坝，最大坝高。溢洪道堰顶高程，采用2孔8m×6m（宽×

高）的弧形门控制。水库正常蓄水位。电站发电引用流量为10 m3/s。

2.本工程采用2孔溢洪道泄洪。在洪水期间洪水来临时，先用闸门控制下

泄流量q并使其等于洪水来水量Q，使水库水位保持在防洪限制水位不变；

当洪水来水量Q继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不

再用闸门控制，下泄流量q随水库水位z的升高而增大，流态为自由流

态，情况与无闸门控制一样。

3.上游防洪限制水位（注：X=+学号最后1位/10，即），下游无防汛要求。

三、设计任务及步骤

分别对设计洪水标准、校核洪水标准，按照上述拟定的泄洪建筑物的类型、尺寸和水库运用方式，分别采用列表试算法和半图解法推求水库下泄流量过程，以及相应的库容、水位变化过程。具体步骤：

1.根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准；

2.用列表试算法进行调洪演算：

①根据已知水库水位容积关系曲线V～Z和泄洪建筑物方案，用水力学

公式求出下泄流量与库容关系曲线q～Z，并将V～Z，q～Z绘制在图

上；

②决定开始计算时刻和此时的q

1、V

1

，然后列表试算，试算过程中，对

每一时段的q

2、V

2

进行试算；

③将计算结果绘成曲线：Q～t、q～t在一张图上，Z～t曲线绘制在下

方。

3. 用半图解法进行调洪计算：

① 绘制三条曲线：()2

t 1q V Z f -=∆

，()2

t 2q V Z f +=∆

，()Z f

=q ；

② 进行图解计算，将结果列成表格。 4. 比较分析试算法和半图解法调洪计算的成果。 四、 时间安排和要求

1. 设计时间为1周；

2. 成果要求：

① 设计说明书编写要求条理清楚、附图绘制标准；

② 列表试算法要求采用手工计算，熟悉过程后可编程计算，如采用编程

计算需提供程序清单及相应说明；

③ 设计成果请独立完成，如有雷同则二者皆取消成绩，另提交成果时抽

查质询。

五、 参考书

3. 《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)

4. 《水利水能规划》 附录：

一、 堰顶溢流公式

2

/30

2q H g m nb ⋅=ε

式中：q ——通过溢流孔口的下泄流量，m 3/s ；

n ——溢流孔孔口数；

b ——溢流孔单孔净宽，m ； g ——重力加速度，s 2；

ε——闸墩侧收缩系数，与墩头形式有关，初步计算可假设为； m ——流量系数，与堰顶形式有关，可查表，本工程取；

H 0——堰顶水头，m 。 二、

设计洪水过程

三、水位－库容曲线和库容表

库容表

高程（m）450460470480490500505库容（104m3）018

高程（m）510515520525530535540库容（104m3）6670

四、工程分等分级规范和洪水标准

五、调洪计算成果表

频率

设计洪水校核洪水项目

列表试算法最大泄量（m3/s）s m3/s

水库最高水位（m）

半图解法最大泄量（m3/s）s s

水库最高水位（m）

洪水调节演算过程

一、洪水标准的确定

1.工程等别的确定：由设计对象的基本资料可知，该水利枢纽工程以发电

为主，兼有防洪、供水、养殖等其他综合效益，电站装机为5000kW，水

库库容⨯。若仅由装机容量5000kW为指标，根据“水利水电工程分等指

标”，可将工程等别定为Ⅴ；若仅以水库总库容⨯为指标，则可将工程等

别定为Ⅲ。综合两种指标，取等级最高的Ⅲ等为工程最终等别。

2.洪水标准的确定：该水利工程的挡水建筑物为混凝土面板坝，由已确定

的为Ⅲ等的工程等别，根据“山区，丘陵区水利水电工程永久性水工建

筑物洪水标准”，可查得，该工程设计洪水标准为100~50年，校核标准

为1000~500年，不妨取设计标准为100年，校核洪水标准为1000年。

二、试算法洪水调节计算

1.计算并绘制水库的q=f(V)关系曲线：应用式

2/3

2

q H

g

m

nb⋅

=ε，根据

不同水库水位计算H与q,再由H~V关系曲线查得V，并计算于下表，绘制q=f(V) 关系曲线图如下。

2.

3.

4.

5. 确定调洪的起始条件：起调水位也是防洪限制水位，Z=。相应库容×104m 3。

在洪水期间洪水来临时，先用闸门控制下泄流量q 并使其等于洪水来水量Q ，使水库水位保持在防洪限制水位不变；当洪水来水量Q 继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不再用闸门控制，下泄流量q 随水库水位z 的升高而增大，流态为自由流态，情况与无闸门控制一样。由公式：

10H 2g m nb Q q 2

30+⋅==ε=⨯⨯⨯()

5

.12.681.92⨯

m 3/s 得调洪开始时的

下泄流量为 m 3/s 。所以在第一时段，以闸门控制入库流量等于下泄流量；以后时段闸门全开不再控制，下泄流量由试算计算。 6. 列表试算泄流量q ，本过程采用C 语言编程试算。

① 基本原理：根据水库容积曲线V=f （Z ）和堰顶溢流公式q=f （H ），得

出蓄泄方程q=f （V ）。联立水量平衡方程

)q (2

t

121212q Q Q V V --++

=∆

f(V)q =

可得q=f(V)=g （q ），即q=g （q ）。 ② 编程公式的主要过程

a) 已知的电站发电引用流量为10m 3/s ，结合堰顶溢流公式，得出下泄流

q=nb εm 2

30H g 2+10。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

。。。。。。。。。。。。。。。（1） b) 水位高程Z 与堰顶水头H 的关系。基本材料可知溢洪道堰顶高程为519m 则H=Z-519m ；